基于单片机的旋转磁场磁力研磨加工

磁力研磨是磁场在加工领域的应用之一.磁力研磨加工是利用辅助磁场对自由松散的磁性磨料的超距作用,导入磁场和电场来实现工件表面精密研磨的加工方法.磁力研磨加工与传统的研磨方法的根本区别在于磁性磨料不需要支架的支撑,而且磁性磨料能够随着工件形状的变化而变化,因而适合于加工包括内圆在内的各种复杂曲面.该文对内圆表面的旋转磁场磁力研磨加工进行了计算机仿真和系统设计.旋转磁场有很多种产生方法.实践证明,最有效的方法是脉冲控制电磁线圈的方法产生.这种类型旋转磁场的强度和磁场的旋转频率都可以得到调节,磁场的不同旋转形式也很容易实现,而且在研磨加工过程中工件和磁极都无需旋转.磁场分布是影响磁力研磨加工的一个重要因素.该文通过计算机仿真的方法对磁力研磨加工中的磁场分布和一些影响因素进行了研究.由于旋转磁场具有复杂的形状和尺寸,因而磁场的计算很难用解析法完成,而只能采用数值计算方法.该文用有限元法建立一个磁力研磨加工的数学模型,对仿真软件进行了编制,并对NS磁极结构的旋转磁场进行了仿真计算,得到了一些结论.该文采用单片机来实现脉冲控制的旋转磁场,实现的功能有旋转磁场的时序控制、数据采集和通信等.采用单片机有利于加工过程的自动控制和与其它系统的接口.为了使磁场得到有效控制,该文采用功率MOSFET实现电磁线圈大电流的开关.功率MOSFET是一种电压控制型器件,开关速度快,驱动电流小,开启电压较高,是微机的理想接口部件.此外,该文还引入了磁场控制字来实现旋转磁场的控制时序.

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